(57)【要約】      （修正有）【課題】複数品種のワークにおける搬送を確実に行うとともに、省スペース化、省コスト化を図ることができる軽量なプレス装置用ワーク搬送装置を提供する。【解決手段】ワーク搬送ロボットとのジョイント装置を有し、かつ長方形に構成したメインフレーム１１と、メインフレームの各頂点近傍に、吸着パッドを支持する吸着パッド支持装置１５をワーク一個当たり４個備え、各吸着パッド支持装置は、下端に吸着パッドを固定したガイドレール１８と、ガイドレールを上下方向にスライド可能に支持し、かつメインフレームに固定されたガイド装置１７と、さらにガイドレールを挟んでガイド装置と向かい合うように、メインフレームに固定され、かつガイドレールに制動力を発生するブレーキ装置を備えた。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
複数の異なったワーク形状に対応できるよう、吸着パッドの位置を可変に構成したプレス装置用ワーク搬送装置であって、
ワーク搬送ロボットとのジョイント装置を有し、かつ長方形に構成したメインフレームと、
前記メインフレームの各頂点近傍に、吸着パッドを支持する吸着パッド支持装置をワーク一個当たり４個備え、
前記各吸着パッド支持装置は、
下端に吸着パッドを固定したガイドレールと、
該ガイドレールを上下方向にスライド可能に支持し、かつ前記メインフレームに固定されたガイド装置と、
さらに前記ガイドレールを挟んで前記ガイド装置と向かい合うように、前記メインフレームに固定され、かつ前記ガイドレールに制動力を発生するブレーキ装置とを備えたことを特徴とする、
プレス装置用ワーク搬送装置。
【請求項２】
前記４個の吸着パッド支持装置のうち１つは前記長方形のメインフレームの長辺方向に位置を可変に構成されたことを特徴とする、
請求項１に記載のプレス装置用ワーク搬送装置。
【請求項３】
前記吸着パッドは２以上の蛇腹部を有する吸着パッドであることを特徴とする、
請求項１または請求項２に記載のプレス装置用ワーク搬送装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、プレス装置に対しワークの搬送を確実に行うためのプレス装置用ワーク搬送装置に関し、特に複数の形状のワークに対応してワークを把持することができるプレス装置用ワーク搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の車体を構成するドア、フッドなどのパネル材の成形に用いられるプレス装置においては、成型されたワーク成形品を次の工程に搬送するためのワーク搬送装置が知られている。このようなワーク搬送装置は、アームの先端に吸着パッドなどを備えたワーク把持部を備えている。そしてワークを搬送する際には、ワーク搬送装置を先端部に装着した搬送ロボットや専用マテハンが、ワーク搬送装置をワーク取り出し位置まで移動し、このワーク搬送装置がプレス装置からワークを吸引把持して次工程へと搬送する。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
このようなワーク搬送装置で搬送されるドア、フッドなどのワークの形状は、単純な板状ではなく湾曲した複雑な立体形状である。そのため、ワークを搬送する際にはワークの形状に合わせた専用のワーク搬送装置が通常用いられる。一般的にプレス工場では多くの機種の多品種の部品を作っているため、機種変更に対応してワークの形状も変更となり、機種変更する毎に異なったワークの形状に対応した、図９に示すような専用のワーク搬送装置が必要となる。
【０００４】
従って従来は、新たな機種や部品が発生して新たなワークが発生する毎に、吸着パッドの配置や個数、吸着パッドを支持するアームの配置、角度、更にはプレス金型との干渉の有無やロボットの可搬重量なども考慮して、新たなワーク形状に対応した、新たなワーク搬送装置の再設計・再製作を行っている。
【０００５】
また、ワークが多機種にわたると、プレス金型の増加に加えてワーク搬送装置の数も増え続け、保管場所の確保や維持管理の工数が問題となっている。また、プレス工程における生産機種変更により、搬送するワークの形状が変更になる度に、作業者が該当するワーク搬送装置を格納場所から選びだしてワーク搬送装置の交換を行わなければならない。このため、この交換作業に工数と時間を要し生産性を低下させる要因となっている。
【０００６】
また多機種のワークに対応させるため吸着パッドの平面配置、高さなどを可変にするよう構成すると、重量が重くなり一般的な搬送ロボットでは高速に搬送できなくなってしまうという問題があった。また装置の全高が高くなり、金型の開口高さが限定される場合は装置を搬入できないという問題があった。
【０００７】
本考案はこのような問題点を解決するためになされたものであり、１つのワーク搬送装置で複数の形状のワーク搬送が確実に行え、一般的な搬送ロボットで高速搬送できるよう軽量で、かつ多様な金型に対応できる全高が低くコンパクトな汎用のワーク搬送装置を提供すること、そしてそれによってワーク搬送装置製作に要するコストを低減し、ワーク搬送装置格納場所の節減を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る考案は、複数の異なったワーク形状に対応できるよう、吸着パッドの位置を可変に構成したプレス装置用ワーク搬送装置であって、ワーク搬送ロボットとのジョイント装置を有し、かつ長方形に構成したメインフレームと、前記メインフレームの各頂点近傍に、吸着パッドを支持する吸着パッド支持装置をワーク一個当たり４個備え、前記各吸着パッド支持装置は、下端に吸着パッドを固定したガイドレールと、該ガイドレールを上下方向にスライド可能に支持し、かつ前記メインフレームに固定されたガイド装置と、さらに前記ガイドレールを挟んで前記ガイド装置と向かい合うように、前記メインフレームに固定され、かつ前記ガイドレールに制動力を発生するブレーキ装置とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る考案は請求項１の構成に加えて、前記４個の吸着パッド支持装置のうち１つは前記長方形のメインフレームの長辺方向に位置を可変に構成されたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る考案は請求項１または請求項２の構成に加えて、吸着パッドは２以上の蛇腹部を有する吸着パッドであることを特徴とする。
【考案の効果】
【００１１】
請求項１記載の考案によれば、長方形に構成したメインフレームの各頂点付近に４個の吸着パッド支持装置を配設しているので、多種類のワークを確実に吸着することができる。また吸着パッドを固定したガイド装置が高さ方向にスライド可能にメインフレームに支持され、任意の高さで固定できるブレーキ装置を有している。従って４個の吸着パッドをそれぞれ任意の高さに固定できるため、多種類の形状のワークを確実に吸着することができる。
【００１２】
これら構成よって一つのワーク搬送装置で多数の形状のワークに対応することができ、機種変更時に専用のワーク搬送装置に交換する必要がないので、交換に伴う工数や作業時間を短縮できる。また新規な機種が加わった場合でも新規な専用のワーク搬送装置を設計・製作する必要がなくコスト削減につながり、また機種ごとの専用のワーク搬送装置を複数保管しておくためのスペースの確保や管理が不要となり、省コスト化および省スペース化を図ることができる。
【００１３】
またガイド装置とブレーキ装置がガイドレールを挟んで向かい合うように配置されているので、両者をガイドレール方向に並べて通常配置した場合に比べて装置の全高を低く抑えることができる。よって上型と下型の間の開口高さが限定されている場合でもワーク搬送装置を挿入することができ、多種類の金型に対応してワーク搬送作業を行うことができる。
【００１４】
請求項２記載の考案によれば、メインフレームの各頂点付近に配設した４個の吸着パッド支持装置のうち一つが、長辺方向に位置を可変に構成されているので、多種類のワークを確実に吸着することができる。特にフロントドアパネルとリアドアパネルの双方を切り替えて搬送する必要がある場合、リアドアパネル搬送時にはタイヤハウスの部位を避けて吸着パッド支持装置を移動させる必要がある。吸着パッド支持装置のうち一つの位置を可変に構成することで、このようなニーズに最小限の機能追加で対応できる。
【００１５】
請求項３記載の考案によれば、吸着パッドが２以上の蛇腹部を有し緩衝性に優れているので、第１の利点としてワークの吸着面が傾斜している場合でも垂直方向から吸着パッド当接させて吸着が可能である。蛇腹部を有しない通常の吸着パッドを用いる場合、許容角度が小さいためスイベルジョイントを用いるなどしてワークの傾斜を吸収する必要がある。それに対し２以上の蛇腹部を有する吸着パッドを用いた場合は、ワークの傾斜が約２５度の範囲内であれば、蛇腹部がワークの傾斜を吸着してくれるので、ワークに傾斜がある場合でも吸着パッドを垂直方向に固定配置して確実にワークを吸着することができる。
【００１６】
第２の利点としては、蛇腹部が衝撃を吸収してくれるので、ワークに打痕を生じやすい薄板ワークの場合でも、比較的早い速度でワークへ当接し、吸着・搬送作業を行ってもワークに打痕等を生ずることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本考案に係るプレス装置用ワーク搬送装置の平面図である。
【図２】本考案に係るプレス装置用ワーク搬送装置がワークを吸着している状態の平面図である。
【図３】本考案に係るプレス装置用ワーク搬送装置がワークに当接し、ワークを吸着する直前の状態の側面図である。
【図４】本考案に係る吸着パッド支持装置の側面図である。
【図５】本考案に係る吸着パッド支持装置の、上方から見た平面図である。
【図６】本考案に係る搬送ロボットとワーク搬送装置の、エアー配管を表した略図である。
【図７】本考案に係る搬送ロボットと吸着パッド支持装置の作動を示すフロー図である。
【図８】本考案に係るプレス装置用ワーク搬送装置がワーク搬送ロボットにより動作している写真である。
【図９】従来のプレス装置用ワーク搬送装置がワークを搬送している写真である。
【考案を実施するための形態】
【００１８】
以下、本考案の実施形態について図面に基づいて説明する。尚、以下の実施形態の説明は、本質的な例示に過ぎず、本考案、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００１９】
（本実施形態の構成）
まず本実施形態のプレス装置用ワーク搬送装置の平面配置について説明する。本実施形態のワーク搬送装置１は、図１に示すように、ワーク搬送ロボット（図示しない）と結合するジョイント装置１３を配置する中心部分の骨格の両側に対象に長方形のメインフレーム１１が合計２個構成されている。そして各長方形のメインフレーム１１の頂点付近に吸着パッド支持装置１５が各４個配置されている。図８に本実施形態のプレス装置用ワーク搬送装置の作動中の写真を示す。
【００２０】
ワーク搬送装置１は、図２に示すように左右のドアの金型を対象に配置し、ワンショットで左右のドアを一度に成型する金型に用いられるもので、ワーク搬送装置１も各ワークに対応してジョイント装置１３を中心に左右対称に設けられている。
【００２１】
各ワークに対応した吸着パッド支持装置１５の個数は４つに限定されるものではないが、ドアパネル搬送用としては、重量バランスが安定し、吸着が確実に行われること、かつ最小限の吸着パッド支持装置の構成でコストダウンを図るという意味から４つの構成が多用される。４個の吸着パッド支持装置１５を確実に支持するため各頂点付近にブラケットを介して吸着パッド支持装置１５を支持している。
【００２２】
なおメインフレーム１１の材質としては軽量化とコストダウンのため汎用のアルミフレームを用いている。また各ブラケット類は軽量化のためすべてアルミで構成している。アルミフレームとブラケット類との固定をはじめ、各種部材の固定にはボルト・ナットによる締結等の一般の固定方法を用いている。
【００２３】
まずＣＡＤ等を用いて吸着パッドがワークをバランスよく把持出来て、かつワークの把持部位に凹凸が少なく把持がしやすい部位４点を選定する。生産しているワークの多種類の形状データを参照してなるべく多数のワークが安定して把持できる吸着パッドの相対的位置関係を検討する。その結果吸着パッドの平面配置については吸着パッドの位置を３か所固定し、１か所のみ可変にすれば多種類のワークに対応してバランスよく確実に吸着できることを見出した。この吸着パッドの相対位置を実現できるような長方形のメインフレーム１１及び各ブラケット類を構成している。
【００２４】
可変に構成した吸着パッド支持装置については、長方形のメインフレーム１１の長手方向にガイドレール１８を配設し、吸着パッド支持装置に固定したガイド装置１７をガイドレール１８に摺動可能に勘合させることにより位置を可変にしている。手動で吸着パッド支持装置の位置を移動し、位置の固定はガイドレール１８に複数形成した孔にロック装置１９のピンを勘合させることにより行う。またこの固定には後述のブレーキ装置３２と同様の構成を用いても良い。
【００２５】
可変に構成した吸着パッド支持装置は、主にワークとしてフロントドアパネルとリアドアパネルを切り替える際に支持位置を移動させる。リアドアパネルを搬送する際にはタイヤハウスの形状を避けて吸着パッド支持装置を配置させる。
【００２６】
次にワークの形状に応じて吸着パッドの高さ方向の位置を調節する手段について説明する。まず吸着パッド支持装置１５の構成について説明する。ワーク搬送装置１を側面から見た図面が図３で、吸着パッド支持装置１５の部分のみを拡大した図面が図４、図５である。図５に示すようにガイド装置３1が固定マウントＡ２３によって、一方ブレーキ装置３２が固定マウントＢ２４によって、向かい合うようにそれぞれメインフレーム１１に固定されている。
【００２７】
ガイド装置３1専用のガイドレール２１がガイド装置３１のガイド溝に勘合し、略垂直方向にスライド可能に配置されている。本実施形態ではガイドレール２１の背面にブレーキレール２２が接合されている。ブレーキレールを別途設けず、ガイドレールに対してブレーキ装置を作動させるのが一般的構成だが、ガイド装置３１とブレーキ装置３２を隣接して配置すると吸着パッド支持装置１５の全高が高くなるため本実施形態では専用のブレーキレールを設けてガイド装置３１とブレーキ装置３２を向かい合うよう配置した。ブレーキ装置３２が作動すると、ブレーキ装置３２がブレーキレール２２に対して作動してブレーキ装置３２とブレーキレール２２の相対位置を固定し、ブレーキレール２２の下端には吸着パッド３３が固定されているため、吸着パッド３３が固定されることになる。
【００２８】
またブレーキレール２２の下端には吸着パッド３３にエアーを供給するエアー通路が構成されており、エアー通路周囲に構成した雄ネジと吸着パッド３３上端部の雌ネジを螺合させることにより吸着パッド３３は固定される。
【００２９】
またブレーキレール２２の上端と下端には各々突起が設けられており、ガイドレール２１がスライド作動する作動範囲を規制するストッパーとしての機能を持つ。またブレーキレール２２下端のエアー通路の吸着パッド３３と反対側の端部にはニップル３４が螺合されエアー配管が接合される。
【００３０】
図６にワーク搬送ロボットとワーク搬送装置のエアー配管の略図を示す。工場エアーが各々制御信号により制御されたバルブ（図示せず）を通してバキューム配管、真空破壊配管、ブレーキ配管に供給されている。
【００３１】
まずバキューム配管では工場エアーがエジェクターに供給されることにより負圧が発生する。吸着作動時は制御信号によりバルブが開きエジェクターが作動することにより負圧が発生し、バキューム配管を通して吸着パッド３３に供給される。また逆にワークを投下する際は、制御信号により真空破壊配管のバルブが開き正圧を吸着パッド３３に供給しワークを投下する。
【００３２】
またブレーキ配管にはブレーキ装置３２の駆動源としての工場エアーを供給している。ブレーキ装置３２はブレーキパッドをレールの両側から挟み込むようにして制動力を発生するよう構成されており、ブレーキの作動／非作動を、エアーの入力をＯＦＦ／ＯＮで切り替えるように構成されている。すなわち制御信号によりバルブが閉じエアーの入力が遮断されると、ブレーキが作動するよう構成されている。
【００３３】
ガイド装置３１には本実施形態ではコンパクトで軽量なイグス社製ドライリンＴ ガイドキャリッジ ＴＷ−０１を用いている。またブレーキ装置３２には同じくコンパクトで軽量なＣＫＤ社製リニアガイドロックＬＭＬ−ＳＨＳ１５Ｃを用いている。
【００３４】
ガイド装置３１とガイドレール２１との間は抵抗が少なくなるよう構成されており、ブレーキ装置３２が作動しない状態ではガイドレール２１は自重で前述のブレーキレール２２のストッパーが作動した作動範囲下限まで下がった状態になっている。
【００３５】
通常はガイド装置とブレーキ装置はガイドレールに沿って直列に配置する。ガイド装置とガイドレールの間には円滑にスライド作動が行われるよう通常グリスが塗布されている。このためガイドレールにブレーキ装置を配置し作動させた場合、グリスの影響で保持力が制限される。しかし本実施形態ではガイドレール２１とブレーキ専用のブレーキレール２２を背中合わせに一体配置している。これによりブレーキ装置３２は専用のブレーキレール２２に作動するのでグリスの影響で保持力が制限されることがない。またブレーキ装置３２とガイド装置３１を並列して配置できるので吸着パッド支持装置１５の高さを低減することができる。これによってワーク搬送装置の全高を抑えることができ、上型と下型の間の開口高さが限定されている場合でもワーク搬送装置を挿入することができ、幅広い金型に対応可能となっている。
【００３６】
また吸着パッド３３には本実施形態ではシュマルツ社製２．５段ベローズ真空パッドＳＰＢ２を用いている。蛇腹部（ベローズ）が２．５段構成されていることにより、吸着パッドが優れた緩衝性能を有している。この特性により吸着パッド下面が当接するワークの面と平行でない場合でも角度を吸収して吸着が可能である。蛇腹部を有しない通常の吸着パッドを用いる場合、吸着パッド下面とワーク面の許容角度が小さいため、吸着パッドの設置角度を調整する必要がある。しかし２以上の蛇腹部を有する吸着パッドを用いた場合は蛇腹部の効果で吸着パッド下面に対しワークの傾斜が約２５度まで許容して確実に吸着することができるので吸着パッドを通常の垂直配置することができる。これによりワーク搬送装置の汎用性を高めることができる。
【００３７】
また蛇腹部が優れた緩衝性を有しているので、ワークが打痕を生じやすい薄板の場合であっても、ワークに打痕を生ずることがなく比較的早い速度でワークへ当接し、吸着・搬送作業を行うことができる。
【００３８】
（本実施形態の作動）
本実施形態は様々な形状のワークに対応可能であるが、金型交換して新たな機種のワークで搬送作業を開始する場合、最初に吸着パッド３３の高さ調整を行う必要がある。各ワークに対するワーク搬送装置１の適正位置及び各吸着パッド３３の適正な平面位置（以下初期位置と呼ぶ）は、前述のようにワーク搬送時のバランスを考慮してあらかじめ決められている。
【００３９】
図７に本実施形態に係る搬送ロボットと吸着パッド支持装置のワーク搬送の作動を示すフロー図を示す。まず図７−（Ａ）に金型交換して１枚目のワーク加工時のフローを示す。
【００４０】
搬送ロボット（図示せず）でまずワーク搬送装置のプレス装置内への搬入を開始し、ワーク搬送装置１を前記初期位置の上方に配置する。この際４つの吸着パッド支持装置１５のブレーキ装置３２をすべて解除して４つのガイドレール２１が吸着パッド３３と共に自重で下端まで下がった状態にしている。
【００４１】
この状態で吸着パッドの追従作動を開始する。すなわち搬送ロボットの動作によりワーク搬送装置１を徐々に降下させていくと、吸着パッド３３が徐々にワークＷに当接してゆき、やがて４つの吸着パッド３３すべてがワークＷに当接し、ワークＷを吸着可能な吸着位置まで下がった状態となる。この吸着位置まで下がった状態でワーク搬送装置１の降下を止め４つの吸着パッド支持装置１５のブレーキ装置３２をすべて作動の状態にして各吸着パッド支持装置１５の高さを固定する。これで各吸着パッド支持装置１５がすべてワーク形状に適合した吸着可能位置に固定され、機種変更時のワーク搬送装置１及び吸着パッド３３の初期位置調整作業が完了する。
【００４２】
また平面配置可変の吸着パッド支持装置については、主にフロントドアパネルとリアドアパネルを切り替える際にロック装置１９を解除して吸着パッド支持装置の平面位置を移動させる。
【００４３】
この初期位置調整作業は金型交換して生産機種を変更する際最初に行い、その後同一機種を生産する間はブレーキ装置３２作動させたまま、各吸着パッド支持装置１５を固定した状態で作業を続ける。
【００４４】
次いで２枚目以降のワークの搬送時の作動を図７−（Ｂ）のフロー図に従って説明する。まず搬送ロボットによりワーク搬送装置１をプレス装置内へ搬入し、前記初期位置の上方に配置する。金型上には既に前工程からワークＷが搬送されて載置されている。次いで吸着パッド３３が吸着位置になるようワーク搬送装置１を降下させると、前述のように吸着位置では４つの吸着パッド３３がすべてワークＷに当接した状態になっている。ここでエアーバルブを作動させ各吸着パッド３３に負圧を発生させると、各吸着パッド３３がワークＷを吸着する。吸着パッド３３には２．５段ベローズ型を用いているので、吸着が行われるとワークＷはベローズの高さ分だけまず吸い上げられ金型から離れた状態になる。
【００４５】
次いでワークＷは搬送ロボットの吊り上げ動作により金型との干渉を避けるようにさらに持ち上げられ、さらに平面移動して次のプレス装置に搬送される。搬送ロボットによりワークＷが次のプレス装置の所定位置に配置されると、真空破壊配管から正圧が供給され、ワークＷが投下され吸着作動を終了する。
【００４６】
これが１サイクルの作動だが、同じ作動を所定のサイクルだけ続ける。本実施形態では１分間に数サイクルから十数サイクルの速度で作業が可能である。本実施形態ではワークＷの板厚は０．６５ｍｍで通常の吸着パッドを用いて高速作動を行った場合打痕が発生する懸念があるが、吸着パッド３３の蛇腹部が優れた緩衝効果を持っているので、高速での作動を行っても打痕を生ずる懸念がない。
【符号の説明】
【００４７】
１  ワーク搬送装置
Ｗ  ワーク
１１  メインフレーム
１３  ジョイント装置
１５  吸着パッド支持装置
１７  ガイド装置
１８  ガイドレール
１９  ロック装置
２１  ガイドレール
２２  ブレーキレール
２３  固定マウントＡ
２４  固定マウントＢ
３１  ガイド装置
３２  ブレーキ装置
３３  吸着パッド
３４  エアーポート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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